Zygzak McQueen jest młodym i ambitnym samochodem wyścigowym, który marzy o olśniewających sukcesach i przygotowuje się do startu w wielkim wyścigu o Mistrzostwo Złotego Tłoka w Kalifornii. Zamiast na trasę wyścigu, trafia jednak do pustynnego miasteczka Chłodnica Górska przy autostradzie 66 i szybko poznaje jego ekscentrycznych mieszkańców. Są wśród nich: Sally - Porsche 2002, Wójt Hudson - stary samochód o tajemniczej przeszłości oraz Złomek, zardzewiała ciężarówka holownicza. W grupie nowych przyjaciół McQueen przekonuje się, że są w życiu ważniejsze rzeczy, niż dążenie do sukcesu za wszelką cenę oraz zdobywanie kolejnych pucharów

Legenda sportu motorowego, Zygzak McQueen, zostaje zepchnięty na boczny tor przez nową generację ultraszybkich aut. Wrócić do gry pomoże mu młoda, pełna zapału mechaniczka, która obmyśla autorski plan zwycięstwa. I choć na swojej drodze Zygzak napotka kilka niespodziewanych zakrętów, udowodni, że #95 zdobywca Złotego Tłoka nie poddaje się tak łatwo!